厦门大学电子技术实验-实验二

电子技术实验实验报告实验名称：实验二电路元器件的认识和测量系别：班号：实验者姓名：学号：实验日期：年月日实验报告完成日期：年月日指导教师意见：

一、实验目的1.认识电路元、器件的性能和规格，学会正确选用元、器件;2.掌握电路元、器件的测量方法，了解它们的特性和参数;3.了解晶体管特性图示仪基本原理和使用方法。二、实验原理在电子线路中，电阻、电位器、电容、电感和变压器等称为电路元件;二极管、稳压管、三极管、场效应管、可控硅以及集成电路等称为电路器件。本实验仅对实验室常用的电阻、电容、电感、晶体管等电子元器件作简要介绍。(一)电阻器1.电阻器、电位器的型号命名方法.2.电阻器的分类:(1)通用电阻器:功率:0.1~1W，阻值1Ω~510MΩ，工作电压<1kV。(2)精密电阻器:阻值:1Ω~1MΩ，精度2%~0.1%，最高达0.005%。(3)高阻电阻器:阻值:107~1013(4)高压电阻器:工作电压为10~100kΩ(5)高频电阻器:工作频率高达10MHz。3.电阻器、电位器的主要特性指标:(1)标称阻值:电阻器表面所标注的阻值为标称阻值。不同精度等级的电阻器，其阻值系列不同，标称阻值是按国家规定的电阻器标称阻值系列选定，通用电阻器、电位器的标称阻值系列见表2。(2)容许误差:电阻器、电位器的容许误差指电阻器、电位器的实际阻值对于标称阻值的允许最大误差范围，它标志着电阻器、电位器的阻值精度。表3为精度等级与容许误差关系。(3)额定功率:电阻器、电位器通电工作时，本身要发热，若温度过高，则电阻器，电位器将会损坏。在规定的环境温度中允许电阻器、电位器承受的最大功率，即在此功率限度下，电阻器可以长期稳定地工作，不会显著改变其性能，不会损坏的最大功率限度称为额定功率。4.电阻器的规格标注方法:由于电阻器表面积的限制，通常电阻器表面只标注电阻器的类别、标称阻值、精度等级和额定功率，对于额定功率小于0.5W的电阻器，一般只标注标称阻值和精度等级，材料类型和功率常从其外观尺寸判断。电阻器的规格标注通常采用文字符号直标法和色标法两种，对于额定功率小于0.5W电阻器，目前均采用色标法，色标所代表的意义如表5。表5色标所代表的数字颜色A第一位数字B第二位数字C倍乘数D容许误差工作电压（V）黑00×1棕11×10±1%红22×102±2%4橙33×1036.3黄44×10410绿55×105±5%16兰66×106±0.2%25紫77×107±0.1%32灰8840白99+5-2050金×0.1±5%63银×0.01±10%无色±20%色环电阻一般为四环（普通电阻）、五环（精密电阻）两种标法。四环电阻器：A、B环为有效数字，C环为10n，D环为精密等级。五环色标电阻器：A、B、C三环为有效数字，D环为10n，E环为精密等级。5.电阻器的性能测量:电阻器的主要参数位一般都标注在电阻器一上，电阻器的阻值，在保证测试的精度条件下，可用多种仪器进行测址·也可采用电流表、电压表或比较法。仪器的测量误差应比被测电阻器允许偏差至少小两个等级。对通用电阻器，一般可采用万用表进行测量。若采用机械表测量，应根据阻值大小选择不同量程，并进行调零，使指针尽可能指示在表盘中间;测量时，不能双手接触电阻引线，防止人体电阻与被测电阻并联。若采用数字式万用表，则测量精度要高于万用表。6使用常识:电阻器在使用前应采用测量仪器检查其阻值是否与标称值相符。实际使用时在阻值和额定功率不能满足要求时，可采用电阻串、并联方法解决。但应注意，除了计算电阻值是否符合要求外，还要注意每个电阻所承受的功率是否合适，即额定功率要比承受功率大于一倍以上，使用电阻器时，除了不能超过额定功率防止受热损坏外，还应注意不超过最高工作，否则电阻内部会产生火花引起噪声。电阻器种类繁多，性能各有不同，应用范围也有很大差别。应根据电路不同要求选择不同种类的电阻器。在耐热性、稳定性、可靠性要求较高的电路中应选用金属膜或金属氧化膜电阻;在要求功率大、耐热性好、对无特殊要求的一般电路，可使用线绕电阻；工作频率不高的电路中，可使用碳膜电阻，以降低成本。电阻器在替换时，大功率的电阻可替换小功率的电阻器，金属碳膜电阻可代换碳膜电阻，固定电阻器与半可调电阻器可以相互替换。(二)电容器1.电容器的型号命名方法：2.电容器的分类：（1）按介质分类：气体介质、无机固体介质、有机固体介质、电解介质。（2）按结构分类：固体、可变及微调电容器三类。（3）按用途分类：滤波、隔直流、振荡回路、起动及消火花电容器等。3.电容器的主要特性指标：（1）标称容量及容许误差J=±5%K=±10%（2）额定工作电压：额定工作电压指电容器长期连续可靠工作时，极间电压不允许超过的规定电压值，否则电容器就会被击穿损坏。其数值一般以直流电压在电容器上标出。（3）绝缘电阻：电容器的绝缘电阻为电容器两端极间的电阻，或称漏电电阻。（4）频率特性：电容器的频率特性为电容量与频率变化的关系。为保证电容器工作的稳定性，应将电容器的极限工作频率选择在自身固有谐振频率的1/3至1/2左右。4.电容器的规格标注方法：（1）直标法（2）数码表法（3）色标法5.电容器的性能测量：（1）容量测量（2）漏电测量6.使用常识（1）选择适当的型号（2）合理选用标称容量及容许误差（3）额定工作电压的选择（4）选用绝缘电阻高的电容器（5）在装配中，影视电容器的标志易于观察到，以便核对。同时应注意不可将电解电容等极性接错，否则会损坏甚至有爆炸的危险。(三)晶体二极管1.国产二极管器件型号命名方法：国产二极管器件的型号由五部分组成，其符号与意义如表9所示示例说明如下：3（三极管）B（NPN型锗材料）X（低频小功率管）31（序号为31）A（管子规格为A档），它是锗NPN型低频小功率管。2.晶体二极管的分类：（1）整流二极管：用于整流电路，把交流电变为脉动的直流电，要求正向电流大，对结电容无特殊要求，一般频率低于3kHz，其结构多为面接触型。（2）检波二极管：用于把高频信号中的低频信号检出。要求结电容小，一般最高频率可达400MHz，其结构为点接触型，一般采用锗材料制成。（3）稳压二极管：用于直流稳压，利用反向击穿电压低的特性稳压，反向击穿为可逆。（4）开关二极管：用于开关电路、限幅、钳位或检波电路。（5）变容二极管：用于调谐、振荡、放大自动频率跟踪、温频、倍频及锁相等电路。（6）阻尼二极管：特殊高频、高压整流二极管，用于电视机行扫描中做阻尼和升压整流。（7）发光二极管：讲电能转换为光能的半导体器件，用于显示等电路。3.二极管的主要特性指标：（1）最大整流电流：在长期工作时，允许通过的最大正向电流。（2）最高反向工作电压：防止二极管击穿，使用时反向电压极限值。4.二极管性能测试：二极管极性及性能好坏的判别可用万用表测量。当万用表旋至档时，两支表笔之间有2.8V的开路电压（红表笔正、黑表笔负）。当PN结正偏时，约有1mA电流通过PN结，此时表头显示为PN结的正向压降。当PN结反向时，反向电流极小，PN结上反向电压仍为2.8V，表头显示为“1”。通过上述两次判断，可得出PN结正偏时红表笔接的管脚为正极。若测量值不在上述范围，说明二极管损坏。5.使用说明：二极管在使用时硅管与锗管不能相互代替，同类型管可代替。对于检波二极管，只要工作频率不低于原来的管子即可。对整流器，只要反向耐压和正向电流不低于原来的管子就可替换，其余管子应根据手册参数替换。(四)晶体三极管1、三极管的分类(1)按半导体材料分:锗三极管和硅三极管;一般锗为PNP管，硅为NPN管。(2)按制作工艺分:扩散管、合金管等。(3)按功率不同分:小功率、中功率、大功率管。(4)按工作频率分:低频管、高频管和超高频管。(5)按用途分:放大管和开关管。2.三极管主要参数：(1)共基极小信号电流放大系数(α):0.9~0.995。(2)共射极小信号交流放大系数(hfe):10~250。(3)共射极小信号直流放大系数(hFE、β):10~250。(4)集电极—基极反向截止电流(ICBO):锗管为几十uA,硅管为几uA。(5)集电极—射极反向截止电流(ICEO):ICEO=βCBO.(6)集电极—基极反向击穿电压(VBRCBO):几十V~几百V。(7)集电极—射极反向击穿电压(VBRCEO)：几十V~几百V。(8)发射极—基极反向击穿电压：几V~几十V。(9)集电极最大允许电流：低频小功率锗、硅管:10~500mA、小于100mA。(10)集电极最大允许耗散功率：小功率管小于1W，人功率管人于1W。3.三极管性能测试（1）类型判别:即NPN或PNP类型判别。若采用机械表，则利用欧姆档测量正、反向电阻判别。采用数字万用表的两个表笔对三极管的三个管脚两两相测；若红表笔任意接三极管一个管脚，而黑表笔依次接触另外两个管脚，表头显示超量程“1”，则该管脚为b极，且该管为NPN,反之，若测量显示与上述相反，则该管为PNP。（2）电极判别:e、b、c管脚判别。三、实验仪器1.数字万用表（四位半）1台2.晶体管特性图示仪1台3.多功能实验箱1台四、实验内容1.辨认一组电阻器：辨认所给色标电阻的标称电阻及容许误差，判断其额定功率，并用数字万用表测量进行比较，将所测电阻按从小到大填入下表。型号名称色环额定功率标称阻值容许误差测量值RT碳膜电阻红黑红金0.25W2kΩ±5%1.9730kΩRT碳膜电阻兰红橙金0.25W62kΩ±5%62.64ΩRT碳膜电阻橙白棕金0.25W0.39kΩ±5%0.3830kΩRT碳膜电阻橙白黑金0.25W39Ω±5%39.50ΩRT碳膜电阻棕黑红金0.25W1kΩ±5%0.9946kΩRT碳膜电阻绿棕红金0.25W5.1kΩ±5%5.050kΩRT碳膜电阻绿棕黑金0.25W51Ω±5%50.23Ω2.辨认一组电容器辨认所给电容的材料、标称容量及容许误差，将所读电容填入下表型号名称直流工作电压标称容量容许误差CC高频瓷100V12*103pF±5%CD铝电解25V100pF±20%CL涤纶等极性100V22pF±20%3.测量一组半导体器件用数字万用表测量晶体管参数，填入下表。型型号测量值参数IN4004IN41489011(9013)9012BE结BC结BE结BC结正向压降0.5043V0.5100V0.6932V0.6900V0.7254V0.7253V反向压降溢出溢出溢出溢出溢出溢出管子类型硅管NPN硅管PNP硅管4.测量晶体管电流放大倍数(1).按课本图3在多功能实验箱上搭接电路，经经检查无误后接通电源；(2).按下表调节电位器Rw，使集电极对公共端电压达到规定值，用电压表测量VＡ，VＢ；并计算出IＢ，IＣ，并求出放大倍数β。测量VC4V3V2V1VVA0.7241V0.8181V0.9142V1.0073VVB0.6381V0.6551V0.6662V0.6754V计算IB=(VA-VB)/RAB0.0086mA0.0163mA0.0248mA0.0332mAIC=(5V-VC)/RC1mA2mA3mA4mAβ116.3122.7121.0120.5实验总结七、思考题：1.能否用双手接触万用表笔测量电阻；答：不可以，人体会和要测得电阻并联，从而导致测得的电阻值偏小。2.总结判断晶体管极性、管脚的方法；答：NPN型：采用数字万用表的两个表笔对三极管的三个管脚两两相测；若红表笔任意接三极管一个管脚，而黑表笔依次接触另外两个管脚，如果表头都显示正的压降，而黑表笔接该管脚，红表笔依次接触另两个管脚